Imaginando una economía alimentada por energía solar

Para un desafío de escritura, estoy tratando de crear un mundo de futuro cercano (2030 más o menos) donde las principales naciones occidentales han hecho la transición a una economía totalmente solar.

De ahí el roce. El realista en mí es consciente del hecho de que la Tierra gira, poniendo la energía solar fuera del alcance de cualquier energía solar basada en tierra durante una parte considerable del día, y en ángulos extraños durante la mayor parte del día. Suponiendo que no esté nublado.

Los occidentales se han acostumbrado a tener electricidad por la noche y durante los días lluviosos, así que estoy tratando de encontrar una solución funcional para el problema de la intermitencia.

Pensé en ponerlo en el espacio y volverlo a calentar en el microondas, pero el cálculo inicial del reverso de la hoja de Google hizo que pareciera escandalosamente caro (podría estar equivocado). He pensado en ponerlo en los desiertos (sin lluvia) y transferirlo del lado del día (sin noche), pero las líneas eléctricas en realidad tienen pérdidas, por lo que el costo de transportar electricidad a larga distancia (al otro lado del mundo) es bastante prohibitivo. Así que actualmente estoy trabajando en la idea de represar algunos fiordos y bombear agua durante los picos solares, y usar el agua para energía hidroeléctrica durante los mínimos solares. Parece bastante de baja tecnología, pero sé que puede funcionar (aunque con una eficiencia bastante baja).

Me encantaría escuchar algunas ideas mejores. Entonces, ¿cómo hago para que una economía de energía solar funcione dado a) la noche b) la nube c) el invierno? Se permite tecnología plausible moderadamente futurista.

No estoy seguro de cuán viable sería, pero he visto tecnología que presentaba una acera donde las "baldosas" estaban encima de pequeños dispositivos que convertían la presión de los peatones en electricidad. También hay metales flexibles que generan carga cuando se doblan (podrían usarse para alimentar marcapasos a través de la respiración). Un campo de estos en lugar de trigo podría ser posible. Además, ¿cuánta energía podría generarse en los gimnasios? En lugar de resistencia por peso/gravedad, estaban girando generadores de algún tipo. Todos estos métodos serían como voltear los cojines del sofá para obtener ingresos adicionales, pero todo cuenta.
Serban: si pudiéramos responder a esta pregunta, las compañías petroleras de todo el mundo nos estarían pagando miles de millones por permanecer en silencio, las compañías eléctricas de todo el mundo nos estarían pagando miles de millones por hablar, y el Comité Nobel literalmente nos estaría arrojando medallas a diestra y siniestra. @fractalspawn: la idea del gimnasio es brillante, ¡no sé por qué no lo estamos haciendo ya!
desafortunadamente, el rendimiento energético de un gimnasio es vergonzosamente bajo en comparación con un hogar 'normal'. Necesitaría varias máquinas que generen energía con una eficiencia óptima para hacer funcionar incluso un hogar. Esto ha sido probado: electricpedals.com/human-power-station
También de relevancia potencial: gridwatch.templar.co.uk/index.php
Hace unos años, Ars Technica hizo un buen artículo sobre el intento más detallado/sofisticado de modelar una red eléctrica a gran escala casi completamente renovable. Puede intentar buscar a los autores del estudio para leer el original y ver si han publicado algo desde entonces. arstechnica.com/science/2012/12/…
IIRC, la mayor limitación en ese estudio fue que no analizó los costos involucrados en la expansión de la red de distribución para manejar casos en los que (a veces) grandes regiones ya no obtienen su energía producida localmente sino en uno o tres estados de distancia. Actualmente, la mayor parte de la red solo tiene suficiente potencia de transmisión de largo alcance para cubrir algunas centrales eléctricas que están siendo cerradas; pero no para manejar áreas populosas en todo el estado que pierden la mayor parte o la totalidad de su capacidad de generación local.
Hay tecnologías en fase de estudio destinadas a producir energía a partir de la radiación infrarroja, que está disponible también por la noche. El concepto funciona (en laboratorio), tienen que optimizarlo para el consumo de los usuarios. Quizás tus padres dominaron esa tecnología.
Algunos otros problemas con la energía solar que no se mencionan en su pregunta: 1) es una energía extremadamente difusa, que requiere mucho hardware y espacio para recolectar suficiente energía; 2) (al igual que con otras fuentes de energía no convencionales) los mejores lugares para obtenerla suelen estar lejos de los centros de población; 3) en buenos ambientes, los paneles solares se desgastan en 10-20 años; 4) al combinar #1 y #4, significa que necesitará grandes ejércitos trabajando constantemente en esta generación de energía para que siga funcionando (no he verificado si este ejército es más pequeño o más grande que el necesario para la generación de energía convencional ).
Pensé que había leído un artículo que decía que necesitaríamos dedicar una región del tamaño del estado de Texas para generar la energía del mundo. Intensidad media de la luz que incide sobre la Tierra ~1,3 kW / metro 2 , eficiencia de celda promedio 10%, recolección de luz 8/24 horas, ajuste para luz menos que perpendicular /2, ajuste para clima /2 -> Obtengo un cuadrado de 1,300 km por lado para suministrar la energía del mundo.
Los requisitos de área aumentan aproximadamente el área/cos(latitud)
¡@Jim2B todos los puntos excelentes!
Gundam 00 se centró bastante en la energía solar, hasta que se convirtió en polvo de hadas.

Respuestas (10)

Ha encontrado el principal inconveniente de la energía solar (o eólica) hoy en día: el factor de disponibilidad . Es difícil predecir cuándo no estarán disponibles, por lo que necesita una estrategia de respaldo. Actualmente, las fuentes de energía como esta se complementan de varias maneras:

Generación convencional
Durante las cargas máximas o cuando el sol o el viento no están disponibles, muchas empresas de servicios públicos ponen en línea generadores menos renovables para satisfacer la demanda. Por lo general, se trata de turbinas de gas natural, ya que tienen buenas tasas de rampa (comienzan a generar rápidamente) y combustible relativamente barato y fácil de almacenar. También puede ser carbón, hidroeléctrica u otros tipos de plantas.

Comprar de otras empresas de servicios públicos
Si una empresa de servicios públicos proyecta que no podrá satisfacer la demanda de su mercado, tiene la opción de comprar generación en un mercado de energía. También pueden hacer esto si la electricidad es más barata de comprar que generar por cualquier motivo. La generación se compra y vende constantemente como acciones en un mercado de valores. De hecho, muchas empresas de servicios públicos necesitan comprar electricidad en las horas pico de carga (generalmente a las 5:00 p. m.) de las regiones del este o del oeste que están antes o después del pico y tienen capacidad sin usar. Esto es posible gracias a la red eléctrica, una red de líneas eléctricas de alto voltaje para transmitir energía a largas distancias. En una economía totalmente solar, esto puede no ser posible a todas horas de la noche, debido a las pérdidas en distancias muy largas. Puede compensar esas pérdidas con líneas de voltaje extremadamente alto (un voltaje más alto ayuda a reducir las pérdidas) o con superconductores a temperatura ambiente.

Almacenamiento
Este es el lugar más plausible para las mejoras para hacer factible una red completamente solar. En términos generales, almacenar energía en forma de electricidad (en baterías o condensadores) no es rentable en las escalas de las que estamos hablando. Afortunadamente, esa energía se puede convertir en una forma que es más fácil de almacenar. Aqui hay algunas sugerencias:

Térmica
Usa la energía para calentar un fluido, como una sal fundida. Algunos fluidos tienen capacidades caloríficas muy buenas y pueden almacenar energía de manera efectiva durante la noche si se mantienen en tanques aislados. Cuando se necesita energía, la sal se usa para calentar agua para producir vapor y hacer girar una turbina. Esto no dista mucho de lo que utilizan actualmente las plantas termosolares.

Rotacional
Usa el exceso de energía para hacer girar un volante. Luego, use la inercia del volante para hacer girar un generador y producir electricidad.

Potencial (gravitacional)
Utiliza el exceso de energía para bombear agua cuesta arriba hasta un depósito. Luego, déjalo fluir a través de una turbina para producir electricidad. Este es el mismo principio sobre el que funcionan las represas hidroeléctricas, aunque dejamos que el ciclo del agua haga la mayor parte del bombeo allí. Como la gente ha señalado en los comentarios, hay varios ejemplos de esto en uso.

Bombear aire a presión
en una caverna subterránea decentemente sellada. Posteriormente, liberarlo a través de una turbina para generar electricidad. Hay una planta en el sur de los EE. UU. que hace esto, y al menos una más en Alemania.

Químico
Use la electrólisis para separar el hidrógeno y el oxígeno en el agua. Más tarde, quema los dos para producir agua y calor. Calentar vapor y girar una turbina para generar electricidad.

Ninguno de estos es particularmente eficiente, pero eso no es gran cosa. Todos usan energía que de otro modo se desperdiciaría para almacenar una parte de esa energía para más adelante. Es difícil hacerlos rentables hoy en día, pero un gran avance en ese frente podría hacer factible su mundo exclusivamente solar con tecnología de un futuro muy cercano.

Apagones continuos
En la actualidad, si una empresa de servicios públicos de distribución no puede satisfacer la demanda, reduce la carga estratégicamente para evitar fallas en cascada. Aunque menos que ideal, puede ser una solución razonable, especialmente si sus clientes tienen acceso a un horario.

Desafortunadamente, estoy limitado a dos enlaces por mi baja reputación. Añadiré más cuando pueda.

Bienvenido al sitio Carlos. Excelente primera publicación.
"Ineficiente" es relativo. La energía hidroeléctrica de almacenamiento por bombeo, por ejemplo, tiene recuperaciones típicas del orden del 90%, y la eficiencia del almacenamiento basado en presión depende de su capacidad para mantener caliente el aire comprimido.
Usted menciona estaciones de "Presión" existentes, si desea ver una estación de "Potencial" de la vida real, aquí hay un ejemplo: google.co.za/maps/@-34.0888216,18.895844,1335a,20y,180h,81.39t /… . Está a las afueras de la ciudad de Ciudad del Cabo, Sudáfrica. Puede ver la presa principal en la cima de la montaña y la presa de captación y la carcasa de la turbina en la parte inferior de la montaña.
@ mccdyl001 Entonces, ¿realmente usan un exceso de energía para bombear el agua hasta la parte superior?
También hay uno en Gales . muy rápidamente cuando hay demanda de duración extra corta. en.wikipedia.org/wiki/Dinorwig_Power_Station
@thanby Así es como funcionan estos esquemas. Las grandes plantas de energía generalmente no aumentan o disminuyen fácilmente, por lo que durante las horas de menor actividad a menudo hay un exceso de energía disponible en la red. Estos esquemas de almacenamiento por bombeo utilizan ese exceso de energía cuando nadie más lo quiere para bombear el agua. Cuando se produce un pico de demanda, es relativamente rápido abrir las esclusas y hacer que la turbina de agua se ponga en marcha (no de forma instantánea como lo haría una batería gigante, sino en cuestión de minutos) y apagarla de nuevo después.

¿ Has considerado los superconductores ? Si las redes eléctricas del mundo pudieran interconectarse con una infraestructura de superconductores de suficiente capacidad, simplemente podría transmitir energía desde las partes soleadas del planeta a las partes más oscuras del planeta con una pérdida dramáticamente menor.

Si bien los superconductores siguen siendo materiales bastante exóticos y, por lo tanto, costosos en estos días, quizás dentro de los próximos quince años podría haber avances que los hagan significativamente más baratos y más fáciles de trabajar. E incluso si la red de energía superconductora estuviera restringida a la tecnología superconductora actual, los costos de construcción, enfriamiento y mantenimiento de esa infraestructura podrían ser en realidad una fracción insignificante del costo requerido para convertir la generación de energía del mundo entero a energía solar.

Si tal línea se construyera desde el desierto de Gobi hacia el este hasta Moscú (sí, me refiero al este, dando la vuelta al mundo a través de los EE. UU.), estaría dentro del rango de las líneas convencionales de largo alcance de la mayoría del uso de energía el mundo. Las pérdidas térmicas serían proporcionales a la longitud y no aumentarían mucho con una mayor capacidad, lo que significa que cuanta más energía usa el mundo, más eficiencia relativa tiene este método en relación con los demás.
Actualmente hay un artículo en Ars Technica sobre el reactor de fusión "ARC" que estima el precio de 5.730 kilómetros de cinta superconductora de óxido de cobre y bario de tierras raras en 4.600 millones de dólares. Ver arstechnica.com/science/2015/08/… .
Internet es extrañamente reticente al respecto, pero más investigaciones parecen indicar que la "densidad de corriente crítica" del superconductor "común" itrio-bario-cobre-óxido está entre 9 mil millones y 290 mil millones de amperios por metro cuadrado de sección transversal. Sí, ese es un gran rango, y no, no estoy seguro de qué tan grandes son los cables del reactor ARC.
La carga transportada por una línea eléctrica transcontinental sería mucho mayor que la utilizada en el reactor de arco. Además, los sistemas de enfriamiento y las preparaciones del sitio, incluidos miles de kilómetros de nivelación. Creo que sería fácilmente 10 millones de dólares por milla (los trenes de levitación magnética, por ejemplo, están en el rango de 100 millones por milla). Eso pondría los costos del proyecto en cientos de miles de millones. Potencialmente vale la pena, si realmente hay un mercado solar/eólico, etc., disponible para hacer uso de él. Mucho más barato, creo, que el almacenamiento a nivel de red que no me gusta con un celo casi religioso.

Baterías de red eléctrica

Optar por una red eléctrica basada en energía solar pura es posible con la adición de baterías para suministrar energía durante el reflujo solar. Tesla Powerwall estará disponible en 2016. Tesla Gigafactory 1 estará en línea y producirá baterías en 2016 o 2017, por lo que para 2030, el precio de las baterías de iones de litio debería ser sustancialmente más bajo que el actual.

Eficiencia solar mejorada

Las células solares mejoran gradualmente la eficiencia con el tiempo. A fines de la década de 1970, la eficiencia de celda solar más alta, de cualquier diseño, no superaba el 16%. A partir de 2010, la mayor eficiencia fue de aproximadamente el 41%. Para 2030, la eficiencia debería ser significativamente mayor, mucho más cerca del límite de Shockley Queisser de alrededor del 88 % para las células solares de capas infinitas. (El máximo teórico es más matizado que lo he descrito aquí. Lea el enlace para obtener una aclaración).

mezclado es mejor

Por supuesto, podría hacer una economía puramente solar, pero eso deja su red eléctrica peligrosamente vulnerable a largos períodos de actividad solar mínima, como el invierno en Escocia. La introducción de energía eólica, hidroeléctrica, geotérmica o mareomotriz en la red ayudará o aliviará por completo estos mínimos solares.

Reparación del Clima

La sobreproducción en la red eléctrica actual es bastante común y esa energía adicional simplemente se desperdicia porque no hay forma de almacenarla. El uso de esa energía adicional para convertir el carbono atmosférico nuevamente en hidrocarburos ayudará a aliviar el cambio climático global. Eso es increíblemente valioso.

Re 'Introducción de viento, hidro...' pero esas fuentes también son impredeciblemente intermitentes
Es cierto que todos son intermitentes, pero rara vez no están disponibles al mismo tiempo. Al igual que en las inversiones financieras, una cartera diversa es menos susceptible a pérdidas dramáticas.

Creo que la respuesta que está buscando podría ser espejos solares gigantes que orbitan alrededor de la tierra. Podrían colocarse o al menos moverse mediante propulsores para poder ver siempre el sol, y girar para enfocar la energía hacia los puntos de recolección en la Tierra.

La noche, las nubes y el invierno no son un problema ya que los espejos no están en la atmósfera. Las nubes y el aire frío pueden afectar ligeramente la eficiencia de los paneles solares en la tierra que recolectan la luz reflejada, pero dudo que la absorción que causarían sea muy significativa.

Esto podría compensarse fácilmente haciendo los espejos GIGANTESCOS. Hay mucho espacio en el espacio.

Debería haber agregado que el mayor beneficio de esto es que los espejos cóncavos en el espacio enfocan la luz desde un área grande hacia un punto pequeño en la tierra, y eso resuelve uno de los principales obstáculos de la generación de energía solar: la cantidad de espacio que granjas solares ocupan en la Tierra.
Pero, ¿los costos de lanzamiento no serían prohibitivos?
Los espejos pueden ser bastante ligeros... o puedes construirlos en el espacio con materiales espaciales. Gran costo inicial en la construcción de la infraestructura, pero luego el costo marginal se reduce a medida que los materiales ya no tienen que lanzarse.
El espejo en el espacio puede estar hecho de papel de aluminio, por lo que puede ser ultraligero y enorme. El problema con esto es que cuanto menor sea su peso, más fácil será que se mueva de su posición por la presión de la radiación solar, ya que se vuelve similar a una vela solar.
No lo veo... o propones que los espejos apunten a la estación solar en la Tierra (pero mucha gente tendrá problemas con una noche tan brillante) o a una estación solar en el espacio. El problema con una estación solar espacial de este tipo es que para obtener electricidad se necesita un diferencial de temperatura, pero eso no es fácil de conseguir en el espacio (puede que la torre se caliente mucho, pero todo será así, porque la refrigeración en el espacio es bastante difícil).
En primer lugar, es un espejo parabólico en el espacio que refleja la luz acumulada desde el espacio hacia la Tierra (o cualquier otro lugar) en un cono. Esto significa que (números arbitrarios) un espejo de 1 km ^ 2 está enfocando la luz del sol que caería sobre esa área en una celda solar de 10 m ^ 2, lo que representa un aumento masivo en la eficiencia de recolección. No iluminaría el cielo nocturno ya que la luz se enfoca hacia ese punto. De la misma manera que enfocar la luz con una lupa no presenta un haz brillante para un observador externo a menos que esté directamente en su camino.
En segundo lugar, las células solares no funcionan por calentamiento. Los fotones incidentes de la luz inducen una corriente en un semiconductor al excitar electrones de la banda de valencia a la banda de conducción, donde pueden moverse libremente y son acelerados por potenciales químicos y de otro tipo en el medio (efecto fotovoltaico). Como ejemplo de su idoneidad para el espacio, considere que casi todos los satélites y estaciones espaciales cuentan con muchos conjuntos de células solares para recargar sus baterías.

Trabajar durante la noche y mantener suficientes luces para ser visto desde el espacio son un fenómeno de la era industrial, no una necesidad de la vida. Es casi seguro que una sociedad impulsada por la energía solar seguiría de cerca el ciclo diurno. En lugar de cargar su teléfono por la noche, lo cargaría durante el día, y su computadora portátil, televisor, casa, automóvil, etc. Probablemente cocinaría durante el día y mantendría la comida caliente en dispositivos similares a termos. Sería menos seguro por la noche, aunque en 2030 es posible que haya drones con cámaras de infrarrojos al acecho por todas partes en busca de delitos.

Un estudio de caso de una sociedad industrial sin iluminación nocturna es la Gran Bretaña en tiempos de guerra, donde se prohibieron las luces visibles desde el exterior durante la noche en un intento de ocultar las ciudades de los bombarderos. De manera similar, en la década de 1970, la energía eléctrica solo estaba disponible durante tres días a la semana debido a la acción industrial: https://en.wikipedia.org/wiki/Three-Day_Week

Supongo que la "economía totalmente solar" significa renunciar a los combustibles fósiles, pero probablemente habría una cierta cantidad de biocombustibles disponibles. Los fuegos de leña domésticos volverían a ser populares. Aunque no subestimes la escala de esto: la central eléctrica de Drax se ha convertido en parte para quemar madera y, si no se importara, consumiría todos los árboles del Reino Unido en dos años.

Podría terminar ahorrando la mayor parte del biocombustible líquido para hacer funcionar los aviones. También ya existe al menos un proyecto para producir combustible a partir del CO2 atmosférico y energía adicional, como en un portaaviones de propulsión nuclear.

Esto significaría renunciar a gran parte de la comodidad a la que nos hemos acostumbrado. A menos que haya una enorme presión (como durante una guerra), dudo que la población de cualquier país industrial lo acepte sin muchas protestas. Dado que deberá proporcionar energía a los hospitales como mínimo, y muy probablemente a las fuerzas armadas, ya estará utilizando medios de almacenamiento de energía. No veo por qué no debería haber un almacenamiento a mayor escala para preservar la comodidad a la que nos hemos acostumbrado. Estoy de acuerdo en que el cambio en el costo de la energía posiblemente cambie la actividad al día, donde sea factible.
@Burki No creo que el escenario asuma ningún voluntariado o aceptación democrática. Y realmente no necesitamos alimentar los hospitales, las bases militares y algunos procesos industriales de larga duración. Elegimos hacerlo así, porque es la alternativa económica óptima aquí y ahora.
@kubanczyk sí, necesitamos alimentar los hospitales por la noche, no sea que queramos dejar que la gente muera solo porque no estamos dispuestos a gastar algo de dinero. Ojalá no viva para ver una sociedad así.
@Burki Ya vives en una sociedad que deja morir a la gente por "algo de dinero". Esta es una cuestión de economía, como lo fue a lo largo de toda nuestra historia.

No estoy del todo seguro de que se trate de una cuestión de creación de mundos porque ya se están implementando soluciones. Pero aquí hay una oportunidad.

Diversificación

no tiene sentido optar por la energía 100 % solar, hay otros recursos con los que es más fácil satisfacer la demanda. Significa que los combustibles fósiles existirán durante mucho tiempo, pero las centrales hidroeléctricas se pueden aumentar y disminuir, e incluso funcionar a la inversa: https://en.wikipedia.org/wiki/Pumped-storage_hydroelectricity . El viento también puede complementar la energía solar razonablemente bien en algunas partes del mundo.

Almacenamiento diario

El pico de consumo eléctrico se produce en las primeras horas de oscuridad. Solo se requieren unas 6 horas de almacenamiento. Esto se puede resolver con baterías, pero esto es costoso. Se están desarrollando varios tipos de batería para almacenamiento a gran escala, por ejemplo https://en.wikipedia.org/wiki/Beta-alumina_solid_electrolyte y https://en.wikipedia.org/wiki/Flow_battery

Las plantas solares de concentración utilizan un campo de espejos para calentar un fluido térmico, que luego se utiliza para generar vapor para la generación de energía. El fluido térmico (a menudo una sal de nitrato fundida) se puede almacenar durante varias horas.

Almacenamiento a largo plazo

La única opción viable para el almacenamiento estacional es la química, e incluso eso es un poco impráctico/costoso.

El agua se puede dividir en hidrógeno y oxígeno, pero el hidrógeno es voluminoso y costoso de comprimir o licuar. Extraer CO2 de la atmósfera para fabricar hidrocarburos sintéticos no es práctico porque la concentración de CO2 es muy baja.

Hay varias industrias que utilizan grandes cantidades de hidrógeno, la más relevante de las cuales es la industria del amoníaco. El nitrógeno de la atmósfera puede reaccionar con hidrógeno para producir amoníaco, que es mucho más fácil de comprimir y licuar que el hidrógeno. El amoníaco se usa actualmente en la industria de los fertilizantes, pero puede usarse como combustible o descomponerse nuevamente en nitrógeno e hidrógeno. Desafortunadamente, el amoníaco del hidrógeno solar será varias veces más caro que el amoníaco de las plantas que utilizan hidrocarburos como alimentación y combustible.

La energía solar podría aprovecharse de varias otras maneras. Una forma es el enriquecimiento de la biomasa. La madera y los combustibles similares son carbohidratos, lo que significa que su estructura química contiene mucho hidrógeno y oxígeno. Al calentar el material se carboniza, lo que significa que el hidrógeno y el oxígeno se desprenden en forma de agua:

azúcar C6H12O6 ---> 6C + 6H2O

El carbón vegetal resultante tiene aproximadamente el doble del contenido energético de la madera original, por lo que convertir la madera en carbón usando energía solar reduciría a la mitad la cantidad de madera que se necesita recolectar.

Plantas termoquímicas solares

La gente tiende a pensar en convertir la energía solar en electricidad y luego usarla para hidrolizar agua, pero el proceso se puede llevar a cabo usando solo química y calor solar. Es más eficiente de esa manera, pero las plantas son bastante complejas.

Uno de los esquemas de reacción más prometedores es el ciclo de azufre-yodo https://en.wikipedia.org/wiki/Sulfur%E2%80%93iodine_cycle

Como dije antes, tales plantas actualmente están socavadas por el hidrógeno producido a partir de hidrocarburos. En el futuro esto puede cambiar.

"El pico de consumo eléctrico ocurre en las primeras horas de oscuridad" es cierto ahora, pero es algo cultural que se puede "arreglar" en un futuro imaginado. Cambiar el tiempo socialmente activo general de 8:00 a 23:00 a 5:00 a 20:00 requiere algunos ajustes, pero si hay incentivos económicos serios, entonces sucederá, tal como solía ser cuando la iluminación artificial era posible pero bastante caro.

Creo que debería ser bastante simple.

En primer lugar, no es realista depender únicamente de la energía solar (cuando la energía eólica es al menos tan barata como la solar y proporciona una buena energía adicional en los días nublados pero ventosos y en las noches ventosas).

Pero a su pregunta real:

Baterías
No estoy hablando de triple-a, por supuesto.

Incluso hoy en día tenemos muchas centrales hidroeléctricas de almacenamiento por bombeo. Y funcionan exactamente como los necesita para su instalación: utilizan el exceso de electricidad para bombear agua hasta un depósito alto y la dejan fluir hacia atrás para producir energía.

Incluso existe el beneficio de que la lluvia aumente sus reservas de energía.

Hay diferentes enfoques, también, por supuesto:

Convierta la electricidad en combustible
y almacene ese combustible. Use cualquier método que esté convenientemente disponible para transformar alguna materia en hidrocarburos. Cuando sus otras reservas se estén agotando, encienda un diésel convencional (o similar) con el combustible que creó en tiempos de abundancia. Por supuesto, también puede hacer electrolisis de hidrógeno, ya sea para usarlo en una celda de combustible o para quemarlo. Sin embargo, un combustible líquido es más fácil y seguro de almacenar.

Otro tipo de batería es el calor. Algunas de las estaciones solares del mundo real ahora enfocan la luz del sol en un gran contenedor de arena y la derriten. El calor hace funcionar una turbina de vapor y la arena no se enfría instantáneamente, por lo que sigue funcionando durante la noche. Si la demanda es menor durante la noche, podría estar bien de todos modos, y si no, tal vez se pueda transmitir algo de electricidad desde unas pocas horas de distancia u otros métodos combinados para compensar la diferencia.

Si bien el almacenamiento por bombeo (energía hidroeléctrica) es probablemente el mejor método de almacenamiento disponible, una posibilidad para su artículo podría ser la "economía del zinc", donde el exceso de energía eléctrica se puede usar para refinar el zinc (que luego se puede usar para alimentar baterías de zinc/aire) . http://encyc.org/wiki/Zinc_economy

Hay muchas buenas respuestas aquí. Me gustaría agregar 2 adicionales.

  1. Cambiar la cultura de carga, supongo que la mayoría de nosotros cargamos nuestro teléfono celular por la noche. Cargue su teléfono celular, computadora portátil y automóvil eléctrico durante el día para que la energía dure la mayor parte de la noche. Tal vez incluso distribuir el almacenamiento. (1 banco de energía ENORME del gobierno = caro, 10.000.000 de bancos de energía personales es más caro pero solo para individuos) los bancos de energía se cargarían durante el día y se usarían durante la noche, la energía de falla estaría disponible durante la noche en caso de que el el power-bank se agotaría pero a un costo mayor.

  2. Veo a dónde va, pero me gustaría señalar que tener energía ecológica también podría incluir energía eólica, verifique la turbina de árbol francés y dígame que no es increíble.

es posible que desee echar un vistazo a esta charla TED: http://www.ted.com/talks/donald_sadoway_the_missing_link_to_renewable_energy?language=en

Este chico básicamente desarrolló un nuevo tipo de batería, y suena bien. La charla es de 2012, y aún no puedes comprar estas cosas, así que tal vez sea demasiado bueno para ser verdad. Aún así, podría ser la solución para sus problemas :-)

Como mencionaron otros, puede convertir la electricidad en combustible como el hidrógeno.

¿Podría agregar un poco sobre la batería en su respuesta? Las respuestas deben ser independientes y los enlaces deben estar allí para obtener un interés y una referencia más profundos.
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